Deux trous noirs spiralent l'un vers l'autre et envoient des ondulations gravitationnelles vers l'extérieur qui peuvent éventuellement être détectées sur Terre. LIGO/T. Pylé L'ère de l'astronomie des ondes gravitationnelles a véritablement commencé.
Pour la quatrième fois, des scientifiques ont détecté les ondes gravitationnelles générées par la collision de deux trous noirs. Mais cette fois c'est encore mieux. Un troisième détecteur d'ondes gravitationnelles situé en Italie a rejoint deux détecteurs basés aux États-Unis pour en faire la détection d'ondes gravitationnelles la plus précise à ce jour.
Le 14 août, des ondulations dans l'espace-temps ont balayé notre planète. Ces ondes gravitationnelles avaient parcouru 1,8 milliard d'années-lumière pour nous atteindre et, comme les trois détections confirmées qui l'ont précédé, ce signal – appelé GW170814 – a été causé par la collision et la fusion de deux trous noirs stellaires.
Les physiciens interprétant le signal des ondes gravitationnelles disent que GW170814 a été causé par deux trous noirs pesant 31 et 25 fois la masse de notre soleil s'enfermant dans une danse gravitationnelle, entrer en collision et se combiner en un seul. La fusion a créé un trou noir 53 fois la masse de notre soleil. La masse restante, environ trois masses solaires, a été converti en énergie pure, faire exploser des ondes gravitationnelles dans toutes les directions. Les scientifiques ont publié un article annonçant la découverte dans la revue Physical Review Letters.
Une comparaison de toutes les détections de trous noirs fusionnées effectuées à ce jour LIGO/Caltech/Sonoma State (Aurore Simonnet) Les détections précédentes étaient uniquement réalisées par Advanced LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), qui possède deux stations d'observation identiques situées à Washington et en Louisiane. Cette fois, cependant, GW170814 a été récupéré par un troisième détecteur appelé Advanced Virgo, situé près de Pise, Italie. C'est la première fois que cela arrive. Comme LIGO, Virgo utilise un interféromètre laser ultra-précis pour détecter les déformations extrêmement petites dans l'espace-temps alors que les ondes gravitationnelles traversent notre volume d'espace à la vitesse de la lumière.
"Ce n'est que le début des observations avec le réseau activé par Virgo et LIGO travaillant ensemble, " a déclaré David Shoemaker du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et du porte-parole de LIGO Scientific Collaboration (LSC) dans un communiqué. " Avec la prochaine série d'observations prévue pour l'automne 2018, nous pouvons nous attendre à de telles détections chaque semaine, voire plus souvent. "
Bien que Virgo soit moins sensible que LIGO, avoir un troisième détecteur d'ondes gravitationnelles travaillant pour mesurer ces grondements dans l'espace-temps augmente la précision d'essayer de localiser dans quelle galaxie les trous noirs sont entrés en collision. Au moins deux détecteurs sont nécessaires pour confirmer la détection d'un signal d'onde gravitationnelle et, depuis la première détection historique d'ondes gravitationnelles le 14 septembre, 2015, Les scientifiques de LIGO n'ont pu déterminer approximativement d'où provenaient les signaux des ondes gravitationnelles. Mais avec plus de détecteurs, la précision de localisation de la source augmente.
Une carte de toutes les détections d'ondes gravitationnelles jusqu'à présent est illustrée ici - notez que la zone de la source probable de GW170814 (en bas à gauche) est beaucoup plus petite que toutes les autres. LIGO/Vierge/Caltech/MIT/Leo Singer (image de la Voie lactée :Axel Mellinger) Le passage d'un réseau à deux détecteurs à un réseau à trois détecteurs réduit le volume d'espace de la source d'un facteur 20 et la région du ciel d'où provient probablement GW170814 est 10 fois plus petite que les détections précédentes. Les scientifiques obtiennent également une meilleure mesure de la distance lorsque davantage de détecteurs sont ajoutés au réseau.
"Cette précision accrue permettra à l'ensemble de la communauté astrophysique de faire à terme des découvertes encore plus passionnantes, " a déclaré Laura Cadonati, qui travaille chez Georgia Tech et est le porte-parole adjoint du LSC, dans un rapport. "Une zone de recherche plus petite permet des observations de suivi avec des télescopes et des satellites pour les événements cosmiques qui produisent des ondes gravitationnelles et des émissions de lumière, comme la collision d'étoiles à neutrons."
Jusque là, seules les ondes gravitationnelles issues des fusions de trous noirs ont été détectées, mais à mesure que la sensibilité des interféromètres laser augmente, les scientifiques espèrent détecter des collisions entre étoiles à neutrons, par exemple. Au fur et à mesure que d'autres détecteurs sont ajoutés, les positions exactes de ces événements énergétiques peuvent être localisées, permettant à d'autres observatoires qui voient l'univers dans le spectre électromagnétique (c'est-à-dire, lumière) pour effectuer des observations de suivi. Ces études pourraient rechercher des événements comme les supernovae avec des détails incroyables.
Lorsque plusieurs observatoires regardant différentes longueurs d'onde de la lumière étudient les mêmes phénomènes, des découvertes révolutionnaires peuvent être faites. Mais lorsque les observatoires d'ondes gravitationnelles sont ajoutés au mélange, qui sait quelle science incroyable le cosmos révélera.
"Avec cette première détection conjointe par les détecteurs Advanced LIGO et Virgo, nous avons fait un pas de plus dans le cosmos des ondes gravitationnelles, " a déclaré David H. Reitze, qui travaille au California Institute of Technology (Caltech) et est directeur exécutif du Laboratoire LIGO, dans un rapport. "La Vierge apporte une nouvelle capacité puissante pour détecter et mieux localiser les sources d'ondes gravitationnelles, celui qui conduira sans aucun doute à des résultats passionnants et imprévus à l'avenir."
Maintenant c'est fouLe détecteur Virgo a deux bras qui s'étendent sur 3 kilomètres (1,8 miles) de long. Lorsqu'une onde gravitationnelle traverse ces bras, ils s'étendent sur un milliardième de milliardième de mètre seulement.
